Please use this identifier to cite or link to this item: http://monografias.ufrn.br/handle/123456789/9027
Title: Evolução microestrutural e comportamento mecânico da liga de brasagem Sn-2%Sb solidificada sob condições de resfriamento lento
Authors: Schon, Aline Ferreira
Keywords: Ligas Sn-Sb;Microestrutura;Solidificação;Propriedades mecânicas
Issue Date: 19-Jun-2019
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: SCHON, Aline Ferreira. Evolução microestrutural e comportamento mecânico da liga de brasagem Sn-2%Sb solidificada sob condições de resfriamento lento. 2019. 55f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Materiais) - Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia de Materiais, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019.
Portuguese Abstract: Na presente investigação, foi realizado um experimento de solidificação direcional com o objetivo de examinar microestruturas distintas ao longo do lingote Sn-2%Sb. As soldas Sn-Sb estão relacionadas a aplicações eletrônicas, especialmente como potenciais candidatos para substituir ligas de solda contendo chumbo (com 85% a 97% em peso de Pb), visto que este traz danos tanto ao meio ambiente quanto ao ser humano. As condições impostas ao presente experimento podem levar à estabilidade térmica e do soluto durante todo o crescimento do sólido em direção ao líquido. Assim, o trabalho investigou os parâmetros térmicos de solidificação (v e Ṫ) das microestruturas solidificadas ao longo do lingote Sn-2%Sb e suas leis experimentais de crescimento dendrítico. Descobriu-se que as regiões celulares, ricas em Sn, podem prevalecer para taxas de resfriamento superiores a 1,0 ºC/s, enquanto apenas a morfologia dendrítica da fase β-Sn aparece nas amostras solidificadas com taxas menores que 0,3 ºC/s. O crescimento das dendritas é retardado quando comparado aos resultados encontrados na literatura. Na presença de fluxo convectivo originado termicamente ou pelo soluto, pode-se relatar que as dendritas β-Sn crescem a taxas tão altas quanto 1,5 ºC/s (ou seja, 5 vezes maior). Dessa forma, as correntes de convecção induzem a ocorrência de instabilidades na frente de solidificação e o crescimento dendrítico é beneficiado em tais condições. Ensaios de tração também foram realizados para amostras de Sn-Sb com dimensões celulares e dendríticas distintas. Verificou-se que um escoamento plástico instável aconteceu durante todos os testes de tração. A formação de bandas nas amostras foi reconhecida como sendo uma manifestação do efeito Portevin-Le Chatelier (PLC). Um estágio de deformação homogêneo precedeu o início dos serrilhados de tensões nas amostras da liga investigada. Verificou-se que as amplitudes dos serrilhados eram mais baixas nas amostras celulares do que nas associadas às microestruturas dendríticas.
Abstract: In the present investigation a directional solidification experiment was performed in order to examine distinct microstructures related to different slices of the solidified Sn-2 wt.%Sb alloy casting. Sn-Sb welds are related to electronic applications, especially as potential candidates to replace welding alloys containing lead (containing 85 to 97wt.% of Pb) given that lead (Pb) is considered an important environmental complaint and has devastating effects on the human body. The imposed conditions in the present experiment may lead to solutal and thermal stability of the melt throughout solid growth towards the liquid. Thus, the present work investigated the thermal parameters of solidification (v and Ṫ), solidified microstructures along the entire casting and experimental dendritic growth laws. It was found that Sn-rich cells may prevail for cooling rates higher than 1.0 K/s whereas only Sn-rich dendrites appear for specimens solidified at rates lower than 0.3 K/s. The growth of dendrites is delayed when compared to previous results in the literature. In the presence of convective flow originated either thermally or solutally, β-Sn dendrites were reported to grow for samples solidified at rates as high as 1.5 K/s (i.e., 5 times higher). It appears that convection currents induce instabilities to happen at the solidification front and the growth of dendrites is benefited over such conditions. Tensile tests were also performed for Sn-Sb samples having distinct cellular and dendritic dimensions. It was found that unstable plastic flow happened during all tensile tests. The formation of bands along a specimen gauge was recognized as being a manifestation of the Portevin – Le Chatelier (PLC) effect. A homogeneous deformation stage preceded the start of serrations of stresses in the samples of the investigated alloy. The amplitudes of the serrations were found to be lower in the samples having cells as compared to those associated with dendritic microstructures.
URI: http://monografias.ufrn.br/handle/123456789/9027
Other Identifiers: 20170155158
Appears in Collections:Engenharia de Materiais

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
TCC FINAL - BC2.pdf3.83 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons